Fahrspurorientierung unter geometrischer Unsicherheit: begrenzte Verbesserungen der Flächenabdeckung ohne nachgewiesenen Zusatznutzen der Bestätigungsstufe
DOI:
https://doi.org/10.15150/ae.2026.3370Abstract
Eine Änderung der geradlinigen Fahrspurorientierung kann geometrische Abdeckungsabweichungen verringern. Ob eine zusätzliche Bestätigungsstufe die Richtungswahl verbessert, war jedoch unklar. In einem vor der Auswertung extern zeitgestempelten Simulationsprotokoll untersuchten wir 360 synthetische Felder und 350 reale Feldgrenzen mit simulierten Fahrvorgängen, reservierten Vorgewenden, festgelegten betrieblichen Beschränkungen sowie getrennten Kalibrierungs-, Bestätigungs-, Referenzsuch- und Auswertungsstichproben. Gegenüber der Orientierung an der längsten Feldkante verringerte die vollständige Regel die mittlere summierte geometrische Abweichung in den vier Hauptgruppen um 0,102–0,120 Prozentpunkte (10,2–12,0 m²/ha). Ein Zusatznutzen der Bestätigung gegenüber der alleinigen Kalibrierung wurde dagegen nicht nachgewiesen: Bei geringen Positionsfehlern waren die gewählten Winkel in allen 710 Feldern identisch; bei moderaten Fehlern unterschieden sie sich lediglich in 3 von 360 synthetischen Feldern und 5 von 350 realen Feldgrenzen. Die Punktschätzungen der vollständigen Regel waren geringfügig ungünstiger, und die gepaarten Konfidenzintervalle erreichten oder überschritten null. In den Hauptmodellen traten bei keiner der drei Regeln (vollständige Regel, reine Kalibrierung und deterministische Vergleichsregel mit gleichem Budget) nach Punktschätzung nachteilige Richtungswechsel auf. Eine Verringerung nachteiliger Wechsel durch Bestätigung ließ sich somit nicht zeigen. Sensitivitätsanalysen zu Verlustgewichten, Winkelraster, Spurversatz und Betriebsbudgets verdeutlichen die Abhängigkeit der Ergebnisse von geometrischen und betrieblichen Annahmen. Eine rückblickende Korrektur der Polygonüberlagerung macht ein früheres nachteiliges Vergleichsbeispiel ungültig. Die Ergebnisse stützen begrenzte Verbesserungen unter den untersuchten Simulationsannahmen, nicht aber einen Zusatznutzen der Bestätigung oder einen nachgewiesenen Vorteil im realen Maschineneinsatz.
Literaturhinweise
Frischhut, M.; Noack, P. O. (2025): Validation of the dynamic accuracy of different GNSS receiv-ers. agricultural engineering.eu 80(3), pp. 189–201, https://doi.org/10.15150/ae.2025.3338
Jin, J.; Tang, L. (2010): Optimal coverage path planning for arable farming on 2D surfaces. Trans-actions of the ASABE 53(1), pp. 283–295, https://doi.org/10.13031/2013.29488
Jin, J.; Tang, L. (2011): Coverage path planning on three-dimensional terrain for arable farming. Journal of Field Robotics 28(3), pp. 424–440, https://doi.org/10.1002/rob.20388
Luck, J. D.; Pitla, S. K.; Shearer, S. A.; Mueller, T. G.; Dillon, C. R.; Fulton, J. P.; Higgins, S. F. (2010): Potential for pesticide and nutrient savings via map-based automatic boom section con-trol of spray nozzles. Computers and Electronics in Agriculture 70(1), pp. 19–26, https://doi.org/10.1016/j.compag.2009.08.003
Luck, J. D.; Zandonadi, R. S.; Shearer, S. A. (2011): A case study to evaluate field shape factors for estimating overlap errors with manual and automatic section control. Transactions of the ASABE 54(4), pp. 1237–1243, https://doi.org/10.13031/2013.39022
Mier, G.; Casado Faulí, A. M.; Valente, J.; de Bruin, S. (2025a): Fields2Benchmark: An open-source benchmark for coverage path planning methods in agriculture. Smart Agricultural Technology 12, Article 101156, https://doi.org/10.1016/j.atech.2025.101156
Mier, G.; Fennema, R.; Valente, J.; de Bruin, S. (2025b): Continuous curvature path planning for headland coverage with agricultural robots. Journal of Field Robotics 42(3), pp. 641–656, https://doi.org/10.1002/rob.22489
Mier, G.; Valente, J.; de Bruin, S. (2023): Fields2Cover: An open-source coverage path planning library for unmanned agricultural vehicles. IEEE Robotics and Automation Letters 8(4), pp. 2166–2172, https://doi.org/10.1109/LRA.2023.3248439
NovAtel (2026): Positioning. OEM7 User Documentation, D100402 v6A, September 2026. https://docs.novatel.com/OEM7/Content/ReceiverOperation/PositioningOverview.htm, accessed on 27 Sept 2026
Schirmer, R.; Biber, P.; Stachniss, C. (2019): Coverage path planning in belief space. 2019 Inter-national Conference on Robotics and Automation (ICRA), pp. 7604–7610, https://doi.org/10.1109/ICRA.2019.8793969
Yang, T.; Du, X.; Zhang, B.; Wang, X.; Zhang, Z.; Wu, C. (2025): Coverage path planning based on region segmentation and path orientation optimization. Agriculture 15(14), Article 1479, https://doi.org/10.3390/agriculture15141479
Downloads
Veröffentlicht
Zitationsvorschlag
Ausgabe
Rubrik
Lizenz
Copyright (c) 2026 Xin Li, Bojian Guo, Asel Kartanova

Dieses Werk steht unter der Lizenz Creative Commons Namensnennung 4.0 International.




